JP2001091322A - 感熱式流量センサ - Google Patents
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Abstract
て実施する。 【解決手段】 検出素子4を所定の流路内に配置するホ
ルダ1は、検出素子4を所定の位置に設置する収納部3
を具備し、かつ吸入流体の流れを整える整流構造部2
と、検出素子4の信号を取り出す接続端子6が埋設され
た接続端子固定部7とを有し、該整流構造部2とターミ
ナル固定部7とは絶縁材料にて一体に構成された。
Description
は流速を検出する流量センサに係わり、例えば自動車な
どに用いられる内燃機関に流入する空気流量を好適に検
出する感熱式流量センサに関する。
合衆国特許第5,631,416に示されるように、検
出素子を有する感熱式流量センサが開示されている。す
なわち、検出素子として白金薄膜より成る発熱抵抗体と
温度計測用抵抗体とを、シリコン基板上にマイクロマシ
ニング技術を用いて蒸着したり、スパッタ等の方法で着
膜した感熱式流量センサが公知である。図34及び図3
5は、アメリカ合衆国特許第第5,631,416にお
いて紹介されている感熱式流量センサの構成を表すもの
である。図34において、101はホルダであり、計測
用管路102とハウジング部103とコネクタ接続部1
04とから構成され、これら各部は樹脂を用いて一体に
成形して構成している。このホルダ101は、差込み軸
線105の方向に縦長に延長して直方体型の形状をして
おり、主導管20の開口部20kから差込み挿入され、
主導管20のほぼ中心に計測用管路102が配置され
る。ハウジング部103には、凹部106が形成され、
これにケース107が設置される。図35に示す如く、
このケース107は、検出素子4を保持するための板状
の支持体108と、制御回路用基板22を設置するため
の断面U字板状のベース部110とより成り、薄板状の
金属材料によって一体成形されている。検出素子4は、
支持体108上に形成された収納部109に収納され、
収納部109の底面に塗布された接着剤112により固
定される。また、セラミックス基材より成る制御回路用
基板22は、接着剤によってベース部110に固定され
る。図34に示す如く、検出素子4と制御回路用基板2
2との電気的な接続としては、検出素子4上の電極5と
制御回路用基板22上に形成されたリード部111と
を、数十〜数百μmのアルミ等のワイヤ8によってワイ
ヤボンディングすることで実現される。それにより、主
導管20内に流入する空気流量あるいは空気流速に対応
した検出素子4からの出力信号を制御回路用基板22を
介して、コネクタ接続部104へと導くことができるの
である。
のリード部111との間はワイヤボンディングによって
接続される。これは、画像認識処理装置を用いて、電極
5及びリード部111の所定の位置を認識させてから、
自動ボンダー(自動ボンディング装置)にて実施するこ
とが一般的である。検出素子4の電極5及び制御回路用
基板22上のリード部111は、いずれも微小あるいは
微細なものである。よって、ワイヤボンディングの作業
性及び信頼性については、それらの相対的な位置を如何
に高精度に確保するかに依存している。
構成の場合、検出素子4は、接着剤にて支持体108の
収納部109へ設置され、また制御回路用基板22は、
接着剤にてベース部110へと設置される。これによ
り、検出素子4,制御回路用基板22の組み付けの際に
発生するバラツキの因子は2つ含まれることになる。さ
らには、それぞれの接着剤の塗布量にバラツキが発生し
ても、電極5とリード部111との相対位置がずれてし
まうことがある。そのため、電極5あるいはリード部1
11において、ボンディング位置が所定の範囲からずれ
てしまったり、ずれすぎた場合には画像認識したボンデ
ィング位置を修正して再設定する必要があり、ボンディ
ング部の信頼性低下や製品の歩留まり悪化などが生じや
すく、作業効率が低下する。また、検出素子4は、支持
体108の収納部109へ接着剤にて固定されるが、い
わゆる片持ち支持される。そのため、接着剤の塗布状態
によっては、検出素子4は、支持体108の表面に対し
て、凹状又は凸状に設置されてしまう。この場合、検出
素子4の周辺では、吸入空気流の流れ方に個体差が生
じ、検出精度のバラツキが生じやすい。
になされたものであり、ボンディングを安定して実施
し、ボンディング部の信頼性を向上することを目的とす
る。
は、板状の検出素子を所定の流路内に配置するためのホ
ルダであって、該ホルダは、前記検出素子を所定の位置
に設置するための収納部を具備し、かつ吸入流体の流れ
を整えるための整流構造部と、検出素子の信号を取り出
すための接続端子が埋設された接続端子固定部とを有
し、該整流構造部と接続端子固定部とは絶縁材料にて一
体に構成されたものである。
は、その表面が露出されるように、上記ホルダの接続端
子固定部に埋設されたものである。
部は、両側部に丸みのあるフィン板形状または翼形状に
形成されたものである。
底面に、上記検出素子の上面とホルダの表面との高さが
同一になるように、上記検出素子の厚み方向における設
置高さを規定する位置規定部を設けたものである。
部は、少なくとも3ケ所配設されたものである。
底面に、金属部材を配設し、この金属部材上に上記検出
素子を接着固定する接着剤を塗布したものである。
は、同材料の上記接続端子とによりリードフレーム状に
形成され、上記整流構造部及び接続端子固定部に一体成
形されたあとに、不要部分を除去して上記ホルダを構成
したものである。
は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の
先端が、上記ホルダの底面方向に折曲されて埋設された
ものである。
は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の
先端が、上記検出素子の電極を包囲するように、中央部
から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設されたも
のである。
子の電極は、この電極に電気的に接続される上記接続端
子の一端側に、周辺部より中央部が突出する如く弧状に
配設されたものである。
は、流体の流れ方向に対して傾斜して流路内へ設置さ
れ、上記検出素子の電極に接続された側とは反対側の上
記接続端子の他端側は、上記検出素子を制御する制御回
路用基板に延長され、上記制御回路用基板の外縁に直線
的に配設された接続端子挿入穴に対して、略平行となる
ように上記接続端子の他端側を折曲して、上記接続端子
挿入穴に挿入して接続したものである。
材は、上記検出素子の裏面側を覆うように上記収納部の
底面に配設され、この金属部材の一部が電源グランドあ
るいは電磁シールド部材と接続され、上記検出素子へ放
射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド構造とした
ものである。
の収納部において、検出素子を接着固定するために接着
剤を塗布する部分の近傍に、はみ出した接着剤を溜める
凹状の接着剤溜まり部を設けたものである。
まり部は、上記接着剤が塗布された部分と上記素子の上
面に形成されたダイアフラム部との間に設けられたもの
である。
まり部は、上記接着剤が塗布された部分の外周を覆うよ
うに溝として設けられたものである。
の側面は、上記検出素子を接着固定する接着剤が塗布さ
れた部分を囲うように、上記検出素子の側面よりも外側
に広がって凹状の段部として形成された拡張部を有した
ものである。
て図面に基づき説明する。
の実施の形態1に係わる感熱式流量センサの構成を示
し、この感熱式流量センサは例えば自動車などの内燃機
関に流入する空気流量を検出するものとして図示する。
図1は感熱式流量センサを上流側から見た図、図2は図
1の要部断面図、図3はホルダに検出素子を設置してボ
ンディングワイヤにて接続を施した状態を示す斜視図、
図4はホルダの要部斜視図であって、各図中、図34な
いし図35と同じものは同一符号を用いている。
す如く、検出素子4を設置するための収納部3(図4)
を具備した整流構造部2と、接続端子としての棒状のタ
ーミナル6が平行に複数本埋設された接続端子固定部と
してのターミナル固定部7とより成り、整流構造部2と
ターミナル固定部7とを樹脂等の絶縁材にて一体成形し
て構成されている。前述のように、検出素子4とターミ
ナル6との電気的接続としては、アルミワイヤ等のワイ
ヤボンディングが施されるが、自動ボンダーを使用する
際、検出素子4上の電極5とターミナル6の相対的な位
置を如何に高精度に確保するかが重要である。この場合
では、各ターミナル6は、ターミナル固定部7のあらか
じめ設定された所定の位置に埋設されているので、検出
素子4の電極5とターミナル6との相対位置は、主に検
出素子4を収納部3へ接着固定する際の精度のみに依存
する。つまり、組み付け等のバラツキの因子としては1
つだけである。結果として、アメリカ合衆国特許第5,
631,416等に示された従来例に比べ、格段に精度
が向上する。ゆえに、自動ボンダーを使用する際におい
て、ボンディング位置を一度設定しておけば、所望した
位置からのズレが小さいため、安定したボンディングが
実施できる。また、整流構造部2を樹脂で成形すること
により、検出素子4の周辺に安定して吸入空気流を導く
ために流体工学的な工夫を施した形状形成が容易となる
ため、吸入空気流量あるいは流速の検出精度の向上が図
りやすい。
する。すなわち、図1に示す如く、主導管20は、例え
ば自動車用吸気系部品の一部を構成し、吸入空気を導入
するためのものであり、この主導管20内の長手方向の
ほぼ中央には、先端側が中心位置に位置する如くホルダ
1が配設されている。図2に示す如く、このホルダ1
は、上述の如く整流構造部2及びターミナル固定部7
と、保持部30とより成り、各部が樹脂等の絶縁材料に
て一体成形されたものである。この絶縁材料としては、
例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート),PP
S(ポリフェニレンサルファイド),PET(ポリエチ
レンテレフタレート),ナイロンをはじめとする汎用エ
ンジニアリングプラスチックが適用される。このホルダ
1は、主導管20内へは筒体21にて保持されている。
筒体21の根元のフランジ21aは、主導管20の開口
部20kに嵌合される。筒体21の外側における開口部
20kの縁部には、制御回路用基板22を固定する突起
20aが外方向に突出し、制御回路用基板22に設けら
れた固定穴に嵌入している。上記突起20aの外周に
は、主導管20から外方向に突出して制御回路用基板2
2の外周を囲む筒部20mが設けられる。この筒部20
mの上部には、制御回路用基板22を覆う如く、蓋体2
0bが嵌合されている。上記筒部20mの側部には、内
部の流量センサへ電源を供給し、流量検出信号を外部へ
取り出すためのコネクタ104が設置されており、この
コネクタ104のグランド端子は制御回路用基板22に
接続されている。
部2は、その両側部に丸みのある板状であり、検出素子
4が収納部3に固着されると、主導管20内に吸入され
た空気流を検出素子4の周辺に安定して導くフィン板状
となる。整流構造部2は、ほぼ中央に検出素子4を所定
の位置に設置するために、検出素子4の外形より若干大
きく、表面が矩形の凹状に窪められた収納部3を具備し
ている。収納部3は、その底面に検出素子4を固着する
ために接着剤が塗布されたダイボンド部11を有し、配
設された上記検出素子4の上面とホルダ1の表面との高
さが同一になる深さに設定される。検出素子4が収納部
3に設置されたときに、上記検出素子4の上面とホルダ
1の表面とで平坦面あるいは曲面が形成される。すなわ
ち、面一構造となっている。これにより、整流構造部2
の外周面を構成し、周囲に流れる流体の流れを整えるこ
とができ、検出素子4の検出感度を高めることができ
る。この場合、上記検出素子4のターミナル6側の端部
上面には、微小な電極5が4つ横並びに形成されてお
り、マイクロマシニング技術を用いて発熱抵抗体と温度
計測用抵抗体(いずれも図示せず)とが成膜され、上記
電極5に接続されている。
定部7は、板状に成形されるが、整流構造部2よりも幅
広となって、両側部に丸みのあるフィン板形状であり、
平行配置の、棒状のターミナル6を4つ有する。このタ
ーミナル6は導体より成り、例えば、銅,銅合金や鉄ニ
ッケル合金等が採用される。このターミナル6は、上記
ホルダ1を成形するときに、同時に一体に成形される。
すなわち、ターミナル固定部7の表面には、上記検出素
子4の電極5に一端が対向するように、棒状、すなわち
細幅の薄板状のターミナル6が、その表面が露出される
ようにインサート成形により埋設されている。各ターミ
ナル6の一端側は、接続用導体としてのアルミ等のワイ
ヤ8にて上記検出素子4の各電極5に電気的に接続され
る。ターミナル6の中央部は、上記ターミナル固定部7
の根元側より表面方向に厚みのある保持部30によって
保持される。ターミナル6の他端側は、保持部30を貫
通して後部方向へ突出し、制御回路用基板22上へと延
長して、制御回路用基板22上で半田付け等の接続がな
されている。このターミナル6により、検出素子4から
の吸入空気流量あるいは流速に対応した出力信号を得る
ことができる。なお、整流構造部2は両側部に丸みのあ
るフィン板形状であるとして説明したが、図5(a)〜
(f)に示す如く、整流構造部2を翼形状としてもよ
い。この図5では、例として6つの翼形状50a〜50
fを示す。それぞれが微小な最小抵抗係数を有し、例え
ば0.004〜0.009程度である。また、整流構造
部2の表面は平坦面であるとして説明したが、整流構造
部2の表面又は裏面に、凸状の突起部や凹状の吸い込み
部を設けてもよい。これによって周囲の流体の流れを整
え、整流構造部2から発達する速度境界層を制御するよ
うにしてもよい。
係わるホルダの要部斜視図、図7は図6のB−B線断面
図である。この実施の形態2は、収納部3において位置
規定部9a〜9fが設けられており、それ以外について
は実施の形態1と同様である。図6ないし図7に示す如
く、ホルダ1の収納部3の底面には、円柱状の位置規定
部9a〜9fが6つ突設されている。この位置規定部9
a〜9fは、収納部3の前,後端及び中央側に形成され
ており、これは収納部3の底面から突出して、検出素子
4の上面とホルダ1の表面との高さが同一になるような
厚みを有している。この厚みにより、上記検出素子4の
厚み方向における設置高さを規定している。この場合、
位置規定部9aから9fは円柱状の微小な突起として図
示しているが、これに限定するものではなく、収納部3
の底部より突出した所望の形状でよい。上記実施の形態
1では、検出素子4を収納部3に設置する際には、ダイ
ボンド部11に接着剤としてダイボンドペーストを塗布
する。この際に、位置規定部9a〜9fがない場合に
は、収納部3の底面の平面度や接着剤の塗布量のバラツ
キによって、検出素子4が整流構造体2の表面に対し
て、凹又は凸になったりして設置される場合がある。そ
のため、検出素子4の周辺における吸入流体の流れに個
体差が生じやすく、吸入空気流量あるいは流速の検出精
度の低下を招くことになる。しかし、本実施の形態2で
は、収納部3内に位置規定部9a〜9fを設けることに
より、接着剤の塗布量のバラツキがあっても、検出素子
4の厚み方向の高さ位置が規定される。これにより、検
出素子4の高さの位置ずれが抑制できるため、吸入空気
流量あるいは流速の検出精度を確保することができる。
さらにホルダ1は樹脂にて成形されるため、位置規定部
9a〜9fを容易に形成でき、量産性にも適する。この
位置規定部9a〜9fを設けたことにより、検出素子4
の裏面と収納部3の底面との間に間隙が空くことにな
る。これによって、検出素子4の検出感度を向上するこ
とができる。すなわち、検出素子4の上面に形成された
発熱抵抗体から発生する熱量は、基本的には吸入流体に
よる熱伝達によって奪われる。しかし、検出素子4はホ
ルダ1の収納部3に装着されており、上記発熱抵抗体の
熱は、収納部3を介してホルダ1によっても熱伝導され
て奪われることになる。このホルダ1への熱伝導の割合
が増えると、検出素子4の検出感度の低下を招くことに
なる。本実施の形態2では、上述のように検出素子4の
裏面と収納部3の底面との間に空間を設けて、ホルダ1
への熱伝導量を抑え、検出素子4の検出感度の向上を図
っている。
係わるホルダを示す図3の要部平面図、図9は図4の要
部平面視に相当する平面図である。この実施の形態3
は、収納部3における位置規定部9A〜9Cを除けば実
施の形態1と同様である。図8ないし図9に示す如く、
この実施の形態3では、ホルダ1の収納部3の底面に
は、検出素子4の上面に設けられたダイアフラム10に
近い側の端部左,右に、位置規定部9A,9Bの2個が
設置され、他方の端部の中央に位置規定部9Cが1個設
置されている。なお、上記ダイアフラム10には、発熱
抵抗体及び温度計測用抵抗体(いずれも図示しない)が
成膜されている。上記実施の形態2では、例えば樹脂で
ホルダ1を成形した際に、位置規定部9a〜9fのいず
れかに高低差が生じた場合、その内で高い部位にて検出
素子4の高さが位置決めされる。そのため、位置規定部
9a〜9fの内でどの部位が高くなるかによって、上記
ダイアフラム10が流れ方向に対して複雑に傾斜する可
能性がある。しかし、本実施の形態3では、ダイアフラ
ム10の近傍に3個の位置規定部9A,9B,9Cを設
置し、3点で支持する構成としたので、流れ方向に対す
るダイアフラム10の傾斜を抑制することができ、検出
精度を確保することができる。
に係わるホルダを示す要部斜視図、図11は図10のC
−C線断面図である。この実施の形態4は、収納部3の
底面端部に金属部材12が配設されており、それ以外は
実施の形態1と同様である。図10ないし図11に示す
如く、ホルダ1の収納部3の底面には、この収納部3の
ターミナル6側の端面に一部が入り込むように、金属部
材12がインサート成形されて配設されている。上記実
施の形態1では、検出素子4を収納部3に設置する際に
は、ダイボンド部11に接着剤を塗布して固定してい
た。この実施の形態4では、金属部材12の露出した上
面に、ダイボンドペーストを塗布してダイボンド部11
としている。金属部材12の厚みは、前述した位置規定
部9Cの高さと同じである。この金属部材12に検出素
子4を固着したときに、対向する側が位置規定部9A,
9Bで保持されることで、上述の傾斜が抑制され、検出
素子4を安定して(バラツキを抑えて)組付けることが
できる。これによれば、樹脂より成る収納部3の底面に
ダイボンドを塗布する場合に比べ、検出素子4の接着性
が向上するとともに、検出素子4の電極5が位置する直
下部分の剛性が上がる。そのため、検出素子4の電極5
とターミナル6との間の電気接続として、例えばアルミ
のワイヤボンディングをする際において、使用される超
音波エネルギーの伝達不良が低減でき、安定したワイヤ
ボンディングができる。また、金属部材12の材料は、
銅,銅合金を用いてもよい。また、検出素子4の基材で
あるシリコン等の線膨張係数と同様のもの、例えば、鉄
ニッケル合金等を使用してもよい。これにより、高低温
の熱サイクルを受けるような過酷な環境下においても、
ワイヤボンディング部の信頼性を確保することができ、
耐久性向上を図ることができる。
に係わるホルダ製作時の平面図、図13は図12におい
て不要な部分を除去することを表した平面図である。こ
の実施の形態5は、ターミナル6及び金属部材12を構
成するためのリードフレーム13を除けば、実施の形態
4と同様である。図12ないし図13に示す如く、この
実施の形態5では、ホルダ1の収納部3に配設された上
記金属部材12とターミナル6と除去部14とが、一体
に構成されたリードフレーム13として、同一材料で形
成され、例えば、銅,銅合金や鉄ニッケル合金を用い
る。上記リードフレーム13は、上記整流構造体2及び
ターミナル固定部7と一体にインサート成形される。そ
の後、図13に示すように、リードフレーム13におい
て斜線で示した不要部位の除去部14を打ち抜き等によ
り除去して、上記金属部材12とターミナル6とを形成
し、ホルダ1を製作する。ホルダ1を本プロセスにて製
作することで、金属部材12及びターミナル6の配設が
容易になり、いわゆるフープ成形が可能になるため生産
性に適する。
に係わるホルダの平面図、図15は図14のD−D線断
面図である。この実施の形態6は、ターミナル6の先端
部15を除けば、実施の形態4と同様である。図14な
いし図15に示す如く、この実施の形態6では、ターミ
ナル6は、上記検出素子4の電極5と電気的に接続され
る一端側の先端部15が、上記ホルダ1の底面方向に折
曲されて埋設され、その先端15aがターミナル固定部
7の裏面まで延長される。これにより検出素子4とター
ミナル6との間を、例えばアルミのワイヤボンディング
にて結線する際においても、ターミナル6とターミナル
固定部7との密着性が向上する。これにより、ボンディ
ングに用いられる超音波エネルギーの内で、ターミナル
6に分散するエネルギー量が減少するため、ワイヤ8に
効率よく超音波エネルギーが伝達され、安定したワイヤ
ボンディングが実施できる。
に係わるホルダを示す図3の要部平面図である。この実
施の形態7は、ターミナル6の数と先端部15及び検出
素子上の電極5を除けば、実施の形態6と同様である。
図16に示す如く、この実施の形態7では、各ターミナ
ル6は、検出素子4と電気的に接続される一端側の先端
部15が、上記検出素子4の電極5を包囲するように中
央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設され
ている。例えば、図17に示すように、ターミナル6の
一端側の先端部15の検出素子4方向の突設位置が、そ
れぞれ同じ長さで上記電極5まで延長された場合には、
検出素子4とターミナル6間をワイヤ8でワイヤボンデ
ィングする際において、ワイヤ8同志が、近接して配置
されることになる。本実施の形態7によれば、接続され
るターミナル6以外の隣接するターミナル6の上を通過
しないようにできる。そのため、各ワイヤ8同志を離間
できてワイヤ8のショートが防止でき、この接合部の信
頼性が向上する。従って、ターミナル6の本数を多く
(この場合は8本)することができる。これにより、検
出素子4に設けられた一組の発熱抵抗体と温度計測用抵
抗体とは別に、さらに抵抗体を付加した多機能型検出素
子への対応が可能になる。また、ターミナル6の幅やタ
ーミナル6同志の離隔距離(ピッチ)を狭くしてもよ
く、これにより流量センサの小型化が図れる。
に係わるホルダを示す図3の要部平面視に相当する平面
図であり、図19は図18のE部拡大図に相当する平面
図である。この実施の形態8は、検出素子4上の電極5
の配置形状を除けば、実施の形態7と同様である。図1
8ないし図19に示す如く、この実施の形態8は、検出
素子4の電極5は、この電極5に電気的に接続される上
記ターミナル6の一端側に、周辺部より中央部が突出す
る如く弧状に配設されている。例えば、図20に示すよ
うに、電極5のターミナル6方向の位置が直線的に配設
され、この電極5とターミナル6との間をワイヤ8でワ
イヤボンディングした場合、ターミナル6の本数が多い
と、電極5が非常に微細であるため、電極5の接合部で
生じるワイヤ8のテール16が、接続する電極5以外の
隣接する他の電極5に干渉することが懸念される。しか
し、この実施の形態8では、電極5のターミナル6方向
の位置を周辺部より中央部が凸状に突出する如く配設す
ることにより、上記テール16が上記隣接する他の電極
5に干渉することがない。これにより、ワイヤ8のショ
ートが防止でき、この接合部の信頼性向上が図れる。ま
た、上述と同様に、ターミナル6の本数を増やしてもよ
く、ターミナル6の幅やターミナル6同志のピッチを狭
くしてもよい。
に係わるホルダ1を示す図1のA−A線断面図、図22
は折曲加工前のホルダの平面図、図23(a),
(b),(c)は図22に示したターミナルの他端側の
折曲加工例を表した上面,側面,平面図である。また、
図24(a),(b)は、ホルダのターミナルが制御回
路用基板へ延伸された状態を表す側面図と制御回路用基
板の上方向(F方向)から平面視した平面図である。こ
の実施の形態9は、ターミナル6を構成するためのリー
ドフレーム13以外は実施の形態5と同様である。図2
1に示す如く、この実施の形態9では、主導管20内へ
の吸入空気流量あるいは流速に対する検出素子4の感度
向上のために、ホルダ1を流体の流れ方向に対してβ°
傾斜させて設置する。図22に示すように、上記ホルダ
1の制御回路用基板22側へ延伸されるターミナル6の
他端部は、中心軸に対してβ°傾斜しており、各長さは
それぞれ変えられて(L1>L2>L3>L4)いる。
このような各長さ,形状と除去部14とを有するように
リードフレーム13が構成され、除去部14を取り除い
た後で、図23,24に示すように、各ターミナル6の
他端側は2回折曲加工される。すなわち、ホルダ1より
突出した各ターミナル6の他端側は、制御回路用基板2
2と平行になるように、接続端子挿入穴22a側に折曲
される。さらに、この折曲された先端は、制御回路用基
板22の外縁に沿って直線的に配設された接続端子挿入
穴22aに対して、略平行に折曲されたものである。
ーミナル6の他端側を折曲せずに、まっすぐに形成して
曲げ加工すれば、ホルダ1を流れ方向に対して傾斜挿入
した際に、上記ターミナル6の他端側は、制御回路用基
板22上でβ°傾斜することになる。この際には、上記
接続端子挿入穴22aは、その縁部に対してβ°傾けて
設ける必要がある。その結果、ホルダ1を流れ方向に略
平行に挿入する際に比べて、制御回路用基板22の有効
面積が減少してしまう。よって、検出信号の出力ライ
ン、グランドライン等のパターン設計や電子部品のレイ
アウトに制約が生じたり、制御回路用基板22の大型化
を招くことになる。本実施の形態9は、ホルダ1を流れ
方向に対して傾斜して挿入する場合においても、制御回
路用基板22の縁部に沿って接続端子挿入穴22aを設
け、これにターミナル6の他端側を折曲して接続してい
る。そのため、制御回路用基板22上の有効面積を減少
させることなく、流量センサの大型化が抑制できる。な
お、ホルダ1を傾けて設けたが、ホルダ1と制御回路用
基板22とを傾けて設けることが考えられる。この場合
には、図2に示したような、制御回路用基板22を固定
するために、主導管20の外周より突出する突起20a
の位置を変更する必要がある。本実施の形態9では、位
置の変更を行う必要がなく、ターミナル6の他端部を折
曲することで、同一のものを使用できる。また、ホルダ
1と制御回路用基板22とは垂直に位置していたため
に、ターミナル6の他端側は2回折曲したが、ホルダ1
と制御回路用基板22とが平行に位置していた場合は、
ターミナル6の他端側は1回折曲すればよい。
10に係わるホルダを示す図1の要部断面図である。こ
の実施の形態10は、金属部材12以外は実施の形態4
と同様である。図25に示す如く、この実施の形態10
は、収納部3の底面に設けられた金属部材12の一部
は、この一部より突出する接続端子12aにより制御回
路用基板22に形成された電源グランドパターンに電気
的に接続されている。さらに金属部材12は、上記検出
素子4の裏面側を覆うように配設されており、上記検出
素子4へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド
構造を構成している。なお、接続端子12aは、ターミ
ナル6と平行になるように、ターミナル6を成形する際
のリードフレーム13の一部として構成される。これに
より外部から電磁波ノイズを受けるような環境下におい
ても、検出素子4の周辺で電磁波ノイズを電源グランド
に落とすことができる。そのため、電磁波ノイズが検出
信号に重畳して吸入空気流量あるいは流速の検出精度が
低下することを抑制できる。なお、金属部材12は電源
グランドに接地したが、電磁シールド部材に接地するよ
うにしてもよい。
11に係わるホルダに検出素子4を設置した状態を示す
要部斜視図、図27は図26のG−G線断面図、図28
はホルダの要部斜視図である。この実施の形態11は、
接着剤溜まり部17以外は実施の形態4と同様である。
図27ないし図28に示す如く、この実施の形態11
は、収納部3の底面に配設され、上面にダイボンド部1
1を有する金属部材12に近接して、凹状の接着剤溜ま
り部17を設けたものである。これにより、検出素子4
を接着剤にて収納部3へ設置する際に、検出素子4とダ
イボンド部11との間から、必要以上に塗布された接着
剤がはみ出しても、この接着剤は接着剤溜まり部17に
溜まる。そのため、この不要な接着剤が検出素子4の表
面及び電極5上へはみ出すことを抑制できるため、検出
素子4の信頼性を確保できるとともに、検出素子4とタ
ーミナル6間をワイヤ8でボンディングする際において
も安定したワイヤボンディングができる。なお、金属部
材12に近接して接着剤溜まり部17を設けたが、接着
剤溜まり部17は、金属部材12を配設せず、収納部3
の底面に接着剤を塗布した場合にも有効である。また、
接着剤溜まり部17を、ダイボンド部11と検出素子4
より薄膜であるダイアフラム10との間に設けてもよ
い。これにより、接着剤がダイアフラム10の裏面に流
入して破損することを防止できる。
12に係わるホルダの要部斜視図、図30は図29のH
−H線断面図である。なお、このホルダに検出素子を設
置した状態の要部斜視図は図26と同様であるので省略
する。この実施の形態12は、接着剤溜まり部17a以
外は実施の形態4と同様である。図29ないし図30に
示す如く、この実施の形態12は、上記検出素子4を接
着固定するために塗布されたダイボンド部11の周囲を
覆うように、上記金属部材12の上面に、溝として上記
接着剤溜まり部17aを設けたものである。これによ
り、接着剤が検出素子4上の電極5へはみ出すことを抑
制でき、検出素子4とターミナル6間をワイヤ8でワイ
ヤボンディングする際において、安定したワイヤボンデ
ィングができる。
13を示すホルダの要部斜視図、図32はこのホルダに
検出素子を設置した状態での要部斜視図、図33は図3
2のJ−J線断面図である。この実施の形態13は、拡
張部18以外は実施の形態4と同様である。図31ない
し図32に示す如く、この実施の形態13では、収納部
3の側面には、検出素子4を接着固定するためのダイボ
ンド部11の周囲に、検出素子4の側面よりも外側に広
がって凹状に形成された段部としての拡張部18が設け
られている。これにより、実施の形態12と同様の効果
が得られるとともに、図33に示す如く、上記拡張部1
8から検出素子4の両側面をピンセットP等でつまんで
収納部3へ挿入できるようになり、ピンセットPの先端
がホルダ1と干渉しないために確実かつ精度良く設置で
きるようになる。具体的に述べると、拡張部18が形成
されていない場合は、検出素子4を収納部3の先端に突
き当てることで概ねの位置決めをして、後は検出素子4
の自重にて設置することになる。この際に、検出素子4
の位置ズレが生じることがあり、それを修正する必要が
あった。しかし、本実施の形態14では、拡張部18を
設けることにより、検出素子4を収納部3内の位置決め
部に確実に設置できるようになり、挿入性が向上する。
発明によれば、板状の検出素子を所定の流路内に配置す
るためのホルダであって、該ホルダは、前記検出素子を
所定の位置に設置するための収納部を具備し、かつ吸入
流体の流れを整えるための整流構造部と、検出素子の信
号を取り出すための接続端子が埋設された接続端子固定
部とを有し、該整流構造部と接続端子固定部とは絶縁材
料にて一体に構成されたので、検出素子の電極と接続端
子との電気的な接続を行うワイヤボンディングを安定し
て実施できる。
記接続端子は、その表面が露出されるように、上記ホル
ダの接続端子固定部に埋設されたので、接続端子はホル
ダの所定位置に設置され、検出素子の電極と接続端子と
の相対位置のバラツキが小さくなる。
記整流構造部は、両側部に丸みのあるフィン板形状また
は翼形状に形成されたので、整流構造部を樹脂で成形で
き、流体工学的に工夫した形状が容易に形成でき、流量
あるいは流速の検出精度の向上が図りやすい。
記収納部の底面に、上記検出素子の上面とホルダの表面
との高さが同一になるように、上記検出素子の厚み方向
における設置高さを規定する位置規定部を設けたので、
検出素子の設置高さが規定されるため、流量あるいは流
速の検出精度を確保することができる。
記位置規定部は、少なくとも3ケ所配設されたので、流
れ方向に対するダイアフラムの傾斜を抑制できるため、
流量あるいは流速の検出精度を確保することができる。
記収納部の底面に、金属部材を配設し、この金属部材上
に上記検出素子を接着固定する接着剤を塗布したので、
安定したボンディングが実施でき、信頼性及び耐久性が
向上できる。
記金属部材は、同材料の上記接続端子とによりリードフ
レーム状に形成され、上記整流構造部及び接続端子固定
部に一体成形されたあとに、不要部分を除去して上記ホ
ルダを構成したので、生産性に適したプロセスによって
構成できる。
記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続され
る一端側の先端が、上記ホルダの底面方向に折曲されて
埋設されたので、安定したワイヤボンディングが実施で
き、信頼性及び耐久性が向上できる。
記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続され
る一端側の先端が、上記検出素子の電極を包囲するよう
に、中央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突
設されたので、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図
れるとともに、流量センサの小型化や多機能化が可能と
なる。
上記検出素子の電極は、この電極に電気的に接続される
上記接続端子の一端側に、周辺部より中央部が突出する
如く弧状に配設されたので、ワイヤボンディング部の信
頼性向上が図れるとともに、流量センサの小型化や多機
能化が可能となる。
上記ホルダは、流体の流れ方向に対して傾斜して流路内
へ設置され、上記検出素子の電極に接続された側とは反
対側の上記接続端子の他端側は、上記検出素子を制御す
る制御回路用基板に延長され、上記制御回路用基板の外
縁に直線的に配設された接続端子挿入穴に対して、略平
行となるように上記接続端子の他端側を折曲して、上記
接続端子挿入穴に挿入して接続したので、流量センサの
小型化が可能になる。
上記金属部材は、上記検出素子の裏面側を覆うように上
記収納部の底面に配設され、この金属部材の一部が電源
グランドあるいは電磁シールド部材と接続され、上記検
出素子へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド
構造としたので、電磁波ノイズによる流量あるいは流速
の検出精度の低下を抑制できる。
上記ホルダの収納部において、検出素子を接着固定する
ために接着剤を塗布する部分の近傍に、はみ出した接着
剤を溜める凹状の接着剤溜まり部を設けたので、検出素
子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼
性向上が図れる。
上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分と上
記素子の上面に形成されたダイアフラム部との間に設け
られたので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボ
ンディング部の信頼性向上が図れる。
上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分の外
周を覆うように溝として設けられたので、検出素子及び
電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼性向上
が図れる。
上記収納部の側面は、上記検出素子を接着固定する接着
剤が塗布された部分を囲うように、上記検出素子の側面
よりも外側に広がって凹状の段部として形成された拡張
部を有したので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイ
ヤボンディング部の信頼性向上が図れるとともに、検出
素子の挿入性が向上する。
流方向視図である。
部断面図である。
置した状態の斜視図である。
ある。
示す断面図である。
ある。
置した状態の要部平面図である。
ある。
である。
図である。
けるリードフレームの除去部を表した平面図である。
る。
設置した状態の要部平面図である。
するための平面図である。
設置した状態の要部平面図である。
して説明するための平面図である。
図である。
の平面図である。
を表す上面,側面,平面図である。
基板とを組み付けた状態を表す側面図,制御回路用基板
方向視の平面図である。
の要部断面図である。
を設置した状態を示す要部斜視図である。
図である。
図である。
図である。
を設置した状態を示す要部斜視図である。
る。
スの斜視図である。
子、5 電極、6 ターミナル、7 ターミナル固定
部、8 ワイヤ、11 ダイボンド部、12 金属部
材、13 リードフレーム、22 制御回路用基板。
Claims (16)
- 【請求項1】 板状の検出素子を所定の流路内に配置す
るためのホルダであって、該ホルダは、前記検出素子を
所定の位置に設置するための収納部を具備し、かつ吸入
流体の流れを整えるための整流構造部と、検出素子の信
号を取り出すための接続端子が埋設された接続端子固定
部とを有し、該整流構造部と接続端子固定部とは絶縁材
料にて一体に構成されたことを特徴とする感熱式流量セ
ンサ。 - 【請求項2】 上記接続端子は、その表面が露出される
ように、上記ホルダの接続端子固定部に埋設されたこと
を特徴とする請求項1に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項3】 上記整流構造部は、両側部に丸みのある
フィン板形状または翼形状に形成されたことを特徴とし
た請求項1に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項4】 上記収納部の底面に、上記検出素子の上
面とホルダの表面との高さが同一になるように、上記検
出素子の厚み方向における設置高さを規定する位置規定
部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の感熱式流
量センサ。 - 【請求項5】 上記位置規定部は、少なくとも3ケ所配
設されたことを特徴とする請求項4に記載の感熱式流量
センサ。 - 【請求項6】 上記収納部の底面に、金属部材を配設
し、この金属部材上に上記検出素子を接着固定する接着
剤を塗布したことを特徴とする請求項1に記載の感熱式
流量センサ。 - 【請求項7】 上記金属部材は、同材料の上記接続端子
とによりリードフレーム状に形成され、上記整流構造部
及び接続端子固定部に一体成形されたあとに、不要部分
を除去して上記ホルダを構成したことを特徴とする請求
項6に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項8】 上記接続端子は、上記検出素子の電極と
電気的に接続される一端側の先端が、上記ホルダの底面
方向に折曲されて埋設されたことを特徴とする請求項1
に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項9】 上記接続端子は、上記検出素子の電極と
電気的に接続される一端側の先端が、上記検出素子の電
極を包囲するように、中央部から周辺部にかけて徐々に
長くなるように突設されたことを特徴とする請求項1に
記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項10】 上記検出素子の電極は、この電極に電
気的に接続される上記接続端子の一端側に、周辺部より
中央部が突出する如く弧状に配設されたことを特徴とす
る請求項1に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項11】 上記ホルダは、流体の流れ方向に対し
て傾斜して流路内へ設置され、上記検出素子の電極に接
続された側とは反対側の上記接続端子の他端側は、上記
検出素子を制御する制御回路用基板に延長され、上記制
御回路用基板の外縁に直線的に配設された接続端子挿入
穴に対して、略平行となるように上記接続端子の他端側
を折曲して、上記接続端子挿入穴に挿入して接続したこ
とを特徴とする請求項1に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項12】 上記金属部材は、上記検出素子の裏面
側を覆うように上記収納部の底面に配設され、この金属
部材の一部が電源グランドあるいは電磁シールド部材と
接続され、上記検出素子へ放射される電磁ノイズを遮蔽
する電磁シールド構造としたことを特徴とする請求項6
に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項13】 上記ホルダの収納部において、検出素
子を接着固定するために接着剤を塗布する部分の近傍
に、はみ出した接着剤を溜める凹状の接着剤溜まり部を
設けたことを特徴とする請求項1に記載の感熱式流量セ
ンサ。 - 【請求項14】 上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗
布された部分と上記素子の上面に形成されたダイアフラ
ム部との間に設けられたことを特徴とする請求項13に
記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項15】 上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗
布された部分の外周を覆うように溝として設けられたこ
とを特徴とする請求項13に記載の感熱式流量センサ。 - 【請求項16】 上記収納部の側面は、上記検出素子を
接着固定する接着剤が塗布された部分を囲うように、上
記検出素子の側面よりも外側に広がって凹状の段部とし
て形成された拡張部を有したことを特徴とする請求項1
3に記載の感熱式流量センサ。
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